WO2008028656A1 - Synchronring mit einem faserverstärkten organischen reibbelag und herstellungsverfahren - Google Patents

Synchronring mit einem faserverstärkten organischen reibbelag und herstellungsverfahren Download PDF

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WO2008028656A1 PCT/EP2007/007777 EP2007007777W WO2008028656A1 WO 2008028656 A1 WO2008028656 A1 WO 2008028656A1 EP 2007007777 W EP2007007777 W EP 2007007777W WO 2008028656 A1 WO2008028656 A1 WO 2008028656A1
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Christof Eberspächer
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    • F16D13/60—Clutching elements
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    • Y10T156/1052—Methods of surface bonding and/or assembly therefor with cutting, punching, tearing or severing
    • Y10T156/1062—Prior to assembly

Definitions

  • the invention relates according to claim 1 a synchronizer ring with a glued fiber-reinforced organic friction lining.
  • the invention relates to a method for producing a plurality of friction linings for such synchronizer rings.
  • the object of the invention is to provide a low-cost synchronizer ring.
  • Material recesses must be provided on the edge of the friction lining. These edges may be the inside edge and / or the outer skates act. These material recesses may in particular be troughs of a wave-shaped edge. However, there are also other edge shapes - such as a square or triangular teeth - possible.
  • the waveform has the advantage that stress does not cause stress in the material. That is, the voltage is distributed evenly.
  • each one protruding between the material recesses area can engage in a material recess of another strip in the sheet.
  • the inner edge of a strip congruent with the outer edge of another strip. This minimizes the waste and the cutting time.
  • the recesses can serve as an oil guide and thus supply the fiber-reinforced organic friction lining with oil and dissipate it again.
  • the synchronizer rings can be found in particular for small gears application whose synchronizer rings exclusively for reasons of comfort than
  • the synchronizer rings can be driven in particular in the case of the low-loaded ballast group synchronizers
  • Fig. 2 shows a strip of the friction lining of Fig. 1 in one
  • FIG. 3 a sheet of friction material with the pattern for a plurality of strips according to FIG. 2
  • FIG. 4 a strip of a friction lining in an alternative embodiment
  • FIG. 5 a sheet of friction material with the pattern for several strips according to FIG. 4.
  • Fig. 1 shows a coupling body 1 with a friction lining 2a. Furthermore, a corresponding synchronizer ring 3 is shown with a Jacobreib configuration 4.
  • the coupling body 1 has the shape of a truncated cone 5 and a conical shape.
  • the friction lining 2a is glued circumferentially.
  • the front ends 6, 7 of the friction lining 2a are glued to each other in shock.
  • the two long edges - ie an inner edge 8 and an outer edge 9 - of the friction lining 2a are wave-shaped, so that material recesses 10, 11 result in the wave troughs.
  • the friction lining 2a consists of a fabric made of carbon fibers, as such a fabric is known for example from US 5,662,993.
  • the fabric is filled with a resin, which in a following Pyrolytic process is split mainly to carbon.
  • the material recesses 10 and 11 also enable a virtually optimum utilization of a sheet 12 with friction material, from which the frustum-shaped stiffener 2b for the production of the friction lining 2a is cut out.
  • each strip 2b has to be cut out with its own contour.
  • FIGS. 4 and 5 show a shape of the strip 102 b, in which the radius r 1 of the inner edge 108 is equal to the radius r 2 of the outer edge 109.
  • the centers ml, m2 of the two Radin rl, r2 are offset by a measure ⁇ each other. Accordingly, it is possible according to FIG. 5 that an inner edge 108 is at least partially congruent with one or more outer edges 109.
  • the number of cuts necessary to cut out the strips 102b be reduced to a minimum. This reduces the cutting time.
  • the blend is very low.
  • the sheet can be minimally ground before cutting the strips.
  • the protruding fibers of the fabric are slightly ground, so that forms a uniform maximum level.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Synchronring (1) mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag (2a). Dieser Reibbelag (2a) wird als Streifen aus einem Blatt organischen Reibmaterials ausgeschnitten. Um den Verschnitt bei diesem Blatt gering zu halten, wird vorgeschlagen, die Kanten (8, 9) des Streifens wellenförmig auszuschneiden.

Description

Synchronring mit einem faserverstärkten organischen Reibbelag und Herstellungsverfahren
Die Erfindung betrifft gemäß Patentanspruch 1 einen Synchronring mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag. Gemäß dem abhängigen Patentanspruch 6 betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung mehrerer Reibbeläge für solche Synchronringe.
Aus der US 5,858,511 ist bereits ein Kupplungskörper mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag bekannt. Ein solcher Kupplungskörper findet Anwendung bei einer mechanischen Synchronisierung. Der Reibbelag weist vertiefte Rillen auf. Dazu sind diese Rillen bereits in einem Blatt des Reibbelagmaterials eingearbeitet, aus welchem ein kegelstumpfmantelförmiger Streifen zum Aufkleben auf den konischen Kupplungskörper ausgeschnitten ist. Diese Rillen sind parallel auf dem Blatt ausgerichtet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen kostengünstigen Synchronring zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelöst .
Dabei sind Materialaussparungen an der Kante des Reibbelages vorzusehen. Bei diesen Kanten kann es sich um die Innenkante und/oder die Außenkate handeln. Diese Materialaussparungen können insbesondere Wellentäler einer wellenförmigen Kante sein. Es sind jedoch auch andere Kantenformen - wie beispielsweise eine viereckige oder dreieckige Verzahnung - möglich. Die Wellenform hat den Vorteil, dass es bei Belastung nicht zu Spannungsspitzen im Material kommt. D.h., die Spannung wird gleichmäßig verteilt.
Wenn die Reibbeläge als Streifen aus einem Blatt Reibmaterial geschnitten werden, so kann jeweils ein zwischen den Materialaussparungen hervortretender Bereich in eine Materialaussparung eines anderen Streifens in dem Blatt eingreifen. Dadurch wird ein Blatt optimal ausgenutzt. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist auf dem Blatt die Innenkante eines Streifens deckungsgleich mit der Außenkante eines anderen Streifens. Damit wird der Verschnitt und die Schnittzeit gering gehalten.
Die Ausnehmungen können als Ölführung dienen und somit den faserverstärkten organischen Reibbelag mit Öl versorgen und dieses wieder abführen.
Da die Ausnehmungen zwangsläufig eine Schwächung des
Materials bedeuten, können die Synchronringe insbesondere bei kleinen Getrieben Anwendung finden, deren Synchronringe ausschließlich aus Komfortgründen als
Mehrfachsynchronisierung ausgeführt sind. Solche
Mehrfachsynchronisierungen sind insbesondere die Doppel- und die Dreifach-Synchronisierung. Doch selbst bei schweren
Getrieben können die Synchronringe insbesondere bei den gering belasteten Vorschaltgruppensynchronisierungen
Anwendung finden. Weitere Vorteile der Erfindung gehen aus den weiteren Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung vor.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von zwei in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 einen Kupplungskörper mit einem Reibbelag und einen korrespondierenden Synchronring mit einer
Gegenreibfläche , Fig. 2 einen Streifen des Reibbelags aus Fig. 1 in einer
Abwicklung, Fig. 3 ein Blatt Reibmaterial mit dem Schnittmuster für mehrere Streifen gemäß Fig. 2, Fig. 4 einen Streifen eines Reibbelags in einer alternativen Ausführungsform und Fig. 5 ein Blatt Reibmaterial mit dem Schnittmuster für mehrere Streifen gemäß Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen Kupplungskörper 1 mit einem Reibbelag 2a. Ferner ist ein korrespondierender Synchronring 3 mit einer Gegenreibfläche 4 dargestellt.
Der Kupplungskörper 1 weist die Form eines Kegelstumpfes 5 bzw. eine konische Form auf. Auf diesen Kegelstumpf 5 ist der Reibbelag 2a umlaufend aufgeklebt. Die stirnseitigen Enden 6, 7 des Reibbelages 2a sind miteinander auf Stoß verklebt. Die beiden langen Kanten - d.h. eine Innenkante 8 und eine Außenkante 9 - des Reibbelages 2a sind wellenförmig, so dass sich in den Wellentälern Materialaussparungen 10, 11 ergeben. Der Reibbelag 2a besteht dabei aus einem Gewebe aus Kohlefasern, wie ein solches Gewebe beispielsweise aus der US 5,662,993 bekannt ist. In einem ersten Verfahrensschritt wird das Gewebe mit einem Harz aufgefüllt, das in einem folgenden pyrolytischem Prozess hauptsächlich zu Kohlenstoff aufgespalten wird. An der Oberfläche des Reibbelages treten Fasern bzw. tritt die Faser hervor. Damit bilden sich im Gewebe kleine Vertiefungen zur Aufnahme eines Öls und Erhöhungen. Dieses Öl dient zu Kühl- und Schmierzwecken und wird über die eingangs genannten Materialsaussparungen 10 bzw. 11 zu den Vertiefungen und über die Materialaussparungen 11 bzw. 10 wieder hinfort gleitet. Somit stellen die Materialaussparungen einen konstanten Öldurchfluss des Reibbelages 2a sicher.
In Fig. 2 und Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Materialaussparungen 10 bzw. 11 auch eine nahezu optimale Ausnutzung eines Blattes 12 mit Reibmaterial ermöglichen, aus welchem der kegelstumpfmantelförmige Steifen 2b zur Herstellung des Reibbelages 2a ausgeschnitten ist.
Dazu werden mehrere Streifen 2b aus einem Blatt 12 ausgeschnitten, wobei Wellenberge 13 der wellenförmigen Außenkanten 9 in die Wellentäler bzw. Aussparungen 10 der Innenkanten 8 eingreifen. Die Kegelstumpfmantelförmigkeit der Streifen 2b bedingt jedoch, dass die Innenkante 8 nicht exakt komplementär der Außenkante 9 ist. Somit muss jeder Streifen 2b mit seiner eigenen Kontur ausgeschnitten werden.
Fig. 4 und Fig. 5 zeigen hingegen eine Form des Streifens 102b, bei welcher der Radius rl der Innenkante 108 gleich dem Radius r2 der Außenkante 109 ist. Dabei sind die Mittelpunkte ml, m2 der beiden Radin rl, r2 um ein Maß Δ zueinander versetzt. Demzufolge ist es gemäß Fig. 5 möglich, dass eine Innenkante 108 zu einer oder mehreren Außenkanten 109 zumindest teilweise deckungsgleich ist. Somit kann die Anzahl der notwendigen Schnitte zum Ausschneiden der Streifen 102b auf ein Minimum reduziert werden. Das verringert die Schnittzeit. Ferner ist der Verschnitt sehr gering.
Das Blatt kann vor dem Ausschneiden der Streifen minimial überschliffen werden. Damit werden die hervortretenden Fasern des Gewebes geringfügig angeschliffen, so dass sich ein einheitliches Maximalniveau bildet.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich nur um beispielhafte Ausgestaltungen. Eine Kombination der beschriebenen Merkmale für unterschiedliche Ausführungsformen ist ebenfalls möglich. Weitere, insbesondere nicht beschriebene Merkmale der zur Erfindung gehörenden Vorrichtungsteile, sind den in den Zeichnungen dargestellten Geometrien der Vorrichtungsteile zu entnehmen.

Claims

Patentansprüche
1. Synchronring (1) mit einem aufgeklebten faserverstärkten organischen Reibbelag (2a) , dadurch gekennzeichnet, dass dessen Kante Materialaussparungen (10, 11) aufweist.
2. Synchronring nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kante eine Innenkante (8) ist.
3. Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Kante eine Außenkante (9) ist.
4. Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass die Materialaussparungen (10, 11) Wellentäler sind.
5. Synchronring nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet, dass der Synchronring ein Mehrkonussynchronring ist.
6. Verfahren zur Herstellung mehrerer Reibbeläge für Synchronringe nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass aus einem Blatt (12) faserverstärktem organischen Reibmaterials für jeden Reibbelag (2a) ein Streifen (2b) ausgeschnitten wird.
7. Verfahren nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Innenkante (108) eines Reibbelages (102b) zu einer oder mehreren Außenkanten (109) eines anderen Reibbelages (102b) zumindest teilweise deckungsgleich ist.
8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Blatt (12) faserverstärkten organischen Reibmaterials ein Gewebe ist, welches zuvor mit einem Harz getränkt wurde, der in einem anschließenden Verfahrensschritt pyrolytisch hauptsächlich zu Kohlenstoff aufgespalten ist, wobei aus dem Gewebe Fäden wechselweise vortreten und zurücktreten, so dass sich Vertiefungen bilden, in denen sich ein Öl sammeln kann.
9. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkante und die Innenkante den gleichen Radius (rl, r2) aufweisen, wobei die Mittelpunkte (ml, m2) der beiden Radin (rl, r2) um ein Maß (Δ) zueinander versetzt sind.
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