WO2007090552A1 - Verfahren zum herstellen von ringen und zwischenring - Google Patents

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Hans-Joachim Büchelmaier
Martin Kempf
Thomas Fetzer
Patrice Ribault
Jean-Marie Guegan
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    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/025—Synchro rings

Definitions

  • the invention relates to a method for producing rings and an intermediate ring.
  • a blank substantially symmetrical to a center plane, each having a hollow frustoconical portion on either side of the midplane, is separated in the region of the midplane such that two rings are formed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a blank
  • FIG. 2 shows a perspective view of a blank processed and separated according to a first procedure
  • FIG. 3 shows a perspective view of a blank which has been further processed and separated according to a second procedure
  • FIG. 2 shows a perspective view of a blank processed and separated according to a first procedure
  • FIG. 3 shows a perspective view of a blank which has been further processed and separated according to a second procedure
  • FIG. 2 shows a perspective view of a blank processed and separated according to a first procedure
  • FIG. 3 shows a perspective view of a blank which has been further processed and separated according to a second procedure
  • Figure 4 in perspective view a finished ring.
  • FIG. 1 shows a blank 10 made of a steel.
  • the blank 10 comprises an annular middle region 12, to which on both sides two hollow frustoconical regions 14 and 15 connect.
  • the blank 10 is subjected, for example, to a curing process of the blank 10 serving heat treatment process, inner and / or outer shells of the hollow truncated cone-like regions 14 and 15 and their front sides ground and / or at least portions of the blank 10 coated with a friction lining. Thereafter, the blank 10 is separated to produce two substantially similar rings 20, wherein the rings 20 are used as intermediate rings in a synchronization device of a manually switchable gear change transmission of vehicles.
  • FIG. 2 shows a perspective view of the blank 10 processed and separated according to a first procedure.
  • the blank 10 of FIG. 1 is separated in the center region 12 such that two substantially identical rings 20 are formed, each of the two rings 20 being uniform in the circumferential direction distributed, three out of the central region 12 forth, axially projecting lugs 17 includes.
  • the lugs 17 project from the center region 12 such that the lugs 17 of the one ring 20 are arranged on a gap between the lugs 17 of the other ring 20.
  • three circumferentially extending, segment-like pockets are machined out of the central region 12, so that as connecting points between the two hollow frustoconical regions 14 and 15 essentially only the lugs 17 remain.
  • connection points for generating the lugs 17 are divided centrally in the axial direction and the blank 10 for generating the two rings 20 still separated accordingly.
  • operations described above are performed with particular advantage in a joint operation by a jet cutting, in particular with a laser, water or plasma jet.
  • cutting with a laser or plasma jet that is to say cutting with a high-temperature jet, furthermore has the advantage that in the region of the cutting line, as it were, a further heat treatment brings about a microstructure change to even more wear-resistant material properties.
  • FIG. 3 likewise shows a perspective view of the blank 2 which has been further processed and separated. Differing from FIG. 2, six circumferentially extending segment-like pockets are machined out of the center region 12, so that as connecting points between the two hollow truncated cone-like Areas already the six lugs 17 'remain. Unlike in FIG. 2, in the procedure according to FIG. 3 it is also possible to separate the two rings 20 by using a conventional separation method, for example with the aid of a conventional cutting disc, since, in contrast to FIG. 2, halving the three remaining connection points there is not required.
  • the segmented pockets described there can also be produced by other methods, for example by punching, which should then advantageously take place before a heat treatment of the blank serving for hardening.
  • the central region 12 of the blank 10 is designed with an axial extent. which is dimensioned equal to an axial extent of the lugs 17 or 1 T plus a sacrificial dropping addition.
  • the cutting width of the jet cutting is to be considered, which takes place, for example, in the range up to 1 mm.
  • FIG. 4 shows a finished view of a finished ring 20 in a perspective view.

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Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen von Ringen für eine Synchronisationseinrichtung wird ein, zu einer Mittenebene im wesentlichen symmetrischer Rohling (10) mit jeweils einem hohlkegel stumpf artigen Bereich (14, 15) beiderseits der Mittenebene, im Bereich der Mittenebene derart getrennt, dass zwei Ringe entstehen. Dabei sind besagte Ringe als Zwischenringe in einer Synchronisationseinrichtung eines manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen einsetzbar.

Description

B e s c h r e i b u n g
Verfahren zum Herstellen von Ringen und Zwischenring
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Ringen sowie einen Zwischenring.
Es ist bekannt, Synchronringe für eine Synchronisiereinrichtung eines manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen als tiefgezogene Blechteile spanlos herzustellen. Obgleich diese Herstellungsart vergleichsweise kostenextensiv erscheint, wird weiterhin nach günstigeren Lösungen gesucht.
Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Ringen sowie einen Zwischenring zu schaffen, so dass die Ringe besonders günstig herstellbar sind.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch den Gegenstand des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Zwischenrings durch den Gegenstand des Anspruchs 18 und 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben. Gemäß Anspruch 1 wird bei einem Verfahren zum Herstellen von Ringen für eine Synchronisationseinrichtung ein, zu einer Mittenebene im wesentlichen symmetrischer Rohling mit jeweils einem hohlkegelstumpfartigen Bereich beiderseits der Mittenebene, im Bereich der Mittenebene derart getrennt, dass zwei Ringe entstehen.
Dadurch, dass wenigstens zwei Ringe aus ein und demselben Rohling erzeugt werden, ergeben sich insbesondere dadurch, dass notwendige Bearbeitungsschritte am Rohling durchgeführt werden können und nicht an jedem einzelnen Ring vollzogen werden müssen, besondere Vorteile. Wird beispielsweise der Rohling einem dem Härten dienenden Wärmebehandlungsverfahren unterzogen, ergeben sich, bedingt durch die höhere Stabilität des Rohlings, wesentlich weniger Verformungen durch Eigenspannungen und dgl. als im Vergleich zu separaten Ringen. Weiterhin sind auch gegebenenfalls vorhandene Bearbeitungsschritte, wie ein Bearbeiten der Innen- und/oder Außenmäntel der hohlkegelstumpfartigen Bereiche sowie deren Stirnseiten, insbesondere durch Schleifen und/oder ein Aufbringen einer Beschichtung am Rohling infolge einer reduzierten Anzahl von Handhabungsvorgängen einfacher, effektiver und damit kostengünstiger durchführbar als bei vergleichbarer Durchführung an jedem einzelnen Ring.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
Figur 1 in perspektivischer Ansicht einen Rohling,
Figur 2 in perspektivischer Ansicht einen nach einer ersten Vorgehensweise weiterbearbeiteten und getrennten Rohling, Figur 3 in perspektivischer Ansicht einen nach einer zweiten Vorgehensweise weiterbearbeiteten und getrennten Rohling und
Figur 4 in perspektivischer Ansicht einen fertigen Ring.
Die Figur 1 zeigt als ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung in perspektivischer Ansicht einen Rohling 10 aus einem Stahl. Dabei umfasst der Rohling 10 einen kreisringartigen Mittenbereich 12, an den sich beiderseits zwei hohlkegelstumpfartige Bereiche 14 und 15 anschließen. Dabei wird der Rohling 10 beispielsweise einem dem Härten des Rohlings 10 dienenden Wärmebehandlungsverfahren unterzogen, Innen- und/oder Außenmäntel der hohlkegelstumpfartigen Bereiche 14 und 15 sowie deren Stirnseiten geschliffen und/oder wenigstens Teilbereiche des Rohlings 10 mit einem Reibbelag beschichtet. Danach wird der Rohling 10 zum Erzeugen zweier im wesentlichen gleichartiger Ringe 20 getrennt, wobei die Ringe 20 als Zwischenringe in einer Synchronisationseinrichtung eines manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes von Fahrzeugen einsetzbar sind.
Die Figur 2 zeigt in perspektivischer Ansicht den nach einer ersten Vorgehensweise weiterbearbeiteten und getrennten Rohling 10. Dabei wird der Rohling 10 der Figur 1 im Mittenbereich 12 derart getrennt, dass zwei im wesentlichen gleichartige Ringe 20 entstehen, wobei jeder der beiden Ringe 20 in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt, drei aus dem Mittenbereich 12 hervorgehende, axial vorstehende Nasen 17 umfasst. Dabei gehen die Nasen 17 derart aus dem Mittenbereich 12 hervor, dass die Nasen 17 des einen Rings 20 auf Lücke zwischen den Nasen 17 des anderen Rings 20 angeordnet sind. Dabei werden aus dem Mittenbereich 12 drei sich in Umfangsrichtung erstreckende, segmentartige Taschen herausgearbeitet, so dass als Verbindungsstellen zwischen den beiden hohlkegelstumpfartigen Bereichen 14 und 15 im wesentlichen nur noch die Nasen 17 verbleiben. Weiterhin werden dann die drei verbliebenen Verbindungsstellen zum Erzeugen der Nasen 17 in Achsrichtung mittig geteilt und der Rohling 10 zum Erzeugen der beiden Ringe 20 noch entsprechend getrennt. Dabei werden vorausgehend beschriebene Operationen mit besonderem Vorteil in einem gemeinsamen Arbeitsgang durch ein Strahlschneiden, insbesondere mit einem Laser-, Wasser- oder Plasmastrahl durchgeführt. Dabei bietet das Schneiden mit einem Laser- oder Plasmastrahl, also einem Schneiden mit einem Strahl hoher Temperatur, weiterhin den Vorteil, dass im Bereich der Schnittlinie sozusagen eine weitere Wärmebehandlung eine Gefugeänderung hin zu noch verschleißbeständigeren Materialeigenschaften bewirkt.
Die Figur 3 zeigt ebenfalls in perspektivischer Ansicht den nach einer zweiten Vorgehens weise weiterbearbeiteten und getrennten Rohling 10. Anders als zur Figur 2 beschrieben, werden dabei aus dem Mittenbereich 12 sechs sich in Umfangsrichtung erstreckende segmentartige Taschen herausgearbeitet, so dass als Verbindungsstellen zwischen den beiden hohlkegelstumpfartigen Bereichen bereits die sechs Nasen 17' übrig bleiben. Anders als bei der Figur 2 ist es beim Vorgehen gemäß der Figur 3 möglich, die beiden Ringe 20 auch durch Einsatz eines konventionellen Trennverfahrens, beispielsweise unter Zuhilfenahme einer herkömmlichen Trennscheibe zu trennen, da anders als bei der Figur 2 ein Halbieren der dort drei verbliebenen Verbindungsstellen nicht erforderlich ist.
Bezugnehmend auf die beiden Figuren 2 und 3 können die dort beschriebenen segmentartigen Taschen natürlich auch durch andere Verfahren, beispielsweise durch ein Stanzen erzeugt werden, was dann mit Vorteil vor einer dem Härten dienenden Wärmbehandlung des Rohlings erfolgen sollte. Der Mittenbereich 12 des Rohlings 10 ist dabei mit einer axialen Erstreckung ausge- bildet, die gleich einer axialen Erstreckung der Nasen 17 oder 1 T plus einer dem Trennen zum Opfer fallenden Zugabe dimensioniert ist. Bei der Auslegung des Rohlings 10 ist also beispielsweise die Schnittbreite des Strahlschneidens zu berücksichtigen, was sich beispielsweise im Bereich bis zu 1 mm abspielt.
Die Ringe 20 können schließlich dem Trennen zeitlich nachfolgend entsprechend feinbearbeitet werden, insbesondere umfassend ein Gleitschleifen. Dazu zeigt die Figur 4 in perspektivischer Ansicht einen fertigbearbeiteten Ring 20.
Bezugszeichenliste
10 Rohling
12 Mittenbereich
14, 15 hohlkegelstumpfartiger Bereich
17, 17' Nase 0 Ringe

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h eVerfahren zum Herstellen von Ringen und Zwischenring
1. Verfahren zum Herstellen von Ringen für eine Synchronisationseinrichtung, bei dem ein, zu einer Mittenebene im wesentlichen symmetrischer Rohling mit jeweils einem hohlkegelstumpfartigen Bereich beiderseits der Mittenebene, im Bereich der Mittenebene derart getrennt, dass zwei Ringe entstehen, wobei der Rohling dem Trennen vorausgehend einer dem Härten dienenden Behandlung, insbesondere einer Wärmebehandlung unterzogen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei derart getrennt wird, dass jeder der beiden Ringe wenigstens eine, aus dem Bereich der Mittenebene hervorgehende, axial vorstehende Nase umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Nasen derart aus dem Bereich der Mittenebene hervorgehen, dass die Nasen des einen Rings auf Lücke zwischen den Nasen des anderen Rings angeordnet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, wobei eine axiale Erstreckung des Bereichs der Mittenebene entsprechend einer axialen Erstreckung der Nasen plus einer dem Trennen zum Opfer fallenden Zugabe dimensioniert ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei dem Trennen vorausgehend aus dem Bereich der Mittenebene sich in Umfangs- richtung erstreckende segmentartige Taschen herausgearbeitet werden und als Verbindungsstellen zwischen den beiden hohlkegelstumpfartigen Bereichen im wesentlichen nur die Nasen verbleiben.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Herausarbeiten der Taschen und das Trennen in einem gemeinsamen Arbeitsgang durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Herausarbeiten der Taschen durch Stanzen erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Trennen und/oder Herausarbeiten durch ein Strahlschneiden, insbesondere mit einen Laser-, Wasser- oder Plasmastrahl erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Rohling durch ein Drehen, Stanzen und/oder Walzen hergestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Mantelflächen der hohlkegelstumpfartigen Bereiche betreffend geschliffen werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Rohling dem Trennen vorausgehend beschichtet wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1, wobei die Ringe dem
Trennen nachfolgend feinbearbeitet werden.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei derart getrennt wird, dass zwei gleichartige Ringe entstehen.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei der Rohling im Bereich der Mittenebene kreisringartig ausgebildet ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei Innen- und Außenmantel der hohlkegelstumpfartigen Bereiche kegelstumpfinantelartig ausgebildet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei sich ein Außendurchmesser der hohlkegelstumpfartigen Bereiche von der Mittenebene weg verkleinert.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei die Synchronisationseinrichtung einem manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebe eines Fahrzeugs zugehört.
18. Zwischenring für eine Synchronisationseinrichtung eines manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes eines Fahrzeugs, umfassend einen hohlkegelstumpfartigen Bereich, dessen eine Stirnseite wenigstens eine axial vorstehende Nase aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass besagte Stirnseite mit der Nase durch ein Strahlschneiden eines gehärteten Rohlings erzeugt ist.
19. Zwischenring nach Anspruch 18, wobei das Strahlschneiden ein Laser-, Wasser- oder Plasmastrahlschneiden umfasst.
20. Zwischenring für eine Synchronisationseinrichtung eines manuell schaltbaren Zahnräderwechselgetriebes eines Fahrzeugs, umfassend einen hohlkegelstumpfartigen Bereich, dessen eine Stirnseite wenigstens eine axial vorstehende Nase aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich an die Nase in Umfangsrichtung anschließender Freiraum durch ein Stanzen und die Stirnseite der Nase durch eine weitere Trennoperation eines gehärteten Rohlings erzeugt ist.
21. Zwischenring nach Anspruch 20, wobei die weitere Trennoperation spanabhebend ist.
22. Zwischenring nach einem der Ansprüche 18 bis 21, wobei der Zwischenring wenigstens einen metallischen Träger umfasst.
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