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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Synchronrings mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Synchronrings.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2006 061 414 A1 ist ein Synchronring einer Synchronisiereinrichtung mit einem Ringkörper bekannt, der mehrere Ausnehmungen aufweist, in denen Reibelemente angeordnet sind. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 086 521 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reibkörpers bekannt, bei welchem Papierrohlinge durch ein Pulp-Molding-Verfahren hergestellt werden. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 053 947 A1 sind ein Reibelement für eine Synchronisiereinrichtung sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Reibelements mit einer Presseinrichtung und einer Formplatte bekannt. Aus der internationalen Veröffentlichung
WO 2010/142265 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Reibbelags für Reibungskupplungen in einem Kraftfahrzeug bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung von Synchronringen mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist, zu vereinfachen.
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Die Aufgabe ist bei einem Verfahren zum Herstellen eines Synchronrings mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist, dadurch gelöst, dass ein Papierrohling zur Darstellung des Reibbelags auf die konische Trägerfläche aufgebracht und in einem Kombinationsverfahrensschritt verpresst und stoffschlüssig mit der konischen Trägerfläche verbunden wird. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung werden in dem Kombinationsverfahrensschritt zwei Verfahrensschritte kombiniert, die normalerweise getrennt durchgeführt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann die Herstellung von Synchronringen mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist, erheblich vereinfacht werden.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling mehrschichtig, insbesondere zweischichtig, ist. Der mehrschichtige, insbesondere zweischichtige, Papierrohling umfasst zum Beispiel ein Träger- oder Grundpapier und eine Beschichtung, die während oder nach der Papierherstellung aufgebracht wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Träger- oder Grundpapier bei der Papierherstellung mit einem weiteren Stoffgemisch beschichtet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Mehrschichtigkeit, insbesondere Zweischichtigkeit, des Papierrohlings durch einen anschließenden Oberflächenbearbeitungsprozess dargestellt werden. Bei dem anschließenden Oberflächenbearbeitungsprozess kann es sich um einen thermischen oder einen mechanisch-physikalischen Oberflächenbearbeitungsprozess handeln.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling in dem Kombinationsverfahrensschritt gefügt und getrocknet wird. Der Papierrohling enthält vorteilhaft Bindemittel in einem noch reaktionsfähigen Zustand. Das liefert den Vorteil, dass auf eine Beschichtung der konischen Trägerfläche und/oder des Papierrohlings mit Kleber ganz oder teilweise verzichtet werden kann. Bei dem noch reaktionsfähigen Bindemittel in dem Papierrohring handelt es sich zum Beispiel um ein noch nicht oder noch nicht vollständig ausgehärtetes Kunstharz, das beim Aushärten beziehungsweise vollständigen Aushärten eine stabile Verbindung zwischen dem Reibbelag und der Trägerfläche sicherstellt.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling in einem Pulp-Molding-Verfahren auf die konische Trägerfläche aufgebracht und in dem Kombinationsverfahrensschritt verpresst und stoffschlüssig mit der konischen Trägerfläche verbunden wird. Beim Verpressen bekommt der Papierrohling die Gestalt des ausgehärteten Reibbelags. Vorteilhaft wird der Reibbelag gleichzeitig stoffschlüssig mit der konischen Trägerfläche verbunden. Dabei wird der Reibbelagvorteilhaft in dem Kombinationsverfahrensschritt auf sein Endmaß gebracht. Dadurch kann eine weitere Bearbeitung des Reibbelags ganz entfallen beziehungsweise zumindest erheblich reduziert werden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling als geschöpfter Ring auf die konische Trägerfläche aufgebracht wird. Der Papierrohling wird zum Beispiel mit Hilfe einer Siebeinrichtung aus einem Rohmaterial, das auch als Papierpulpe bezeichnet wird, geschöpft. Die geschöpfte Papierpulpe wird vorteilhaft in Gestalt eines Rings auf die konische Trägerfläche aufgebracht.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling als konischer Ring auf die konische Trägerfläche aufgebracht wird.
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Durch eine spezielle Vorrichtung kann die geschöpfte Papierpulpe, zum Beispiel mit Hilfe einer geeigneten Siebeinrichtung, vorgeformt werden, um einen konischen Ring darzustellen.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Papierrohling zur Darstellung des Reibbelags auf einen Träger mit der konischen Trägerfläche aufgebracht und in einem konischen Trocknungs- und Presswerkzeug verpresst und stoffschlüssig mit der konischen Trägerfläche verbunden wird. Beim Verpressen wird, insbesondere durch Hitzeeinwirkung, gleichzeitig ein Aushärten von noch reaktionsfähigem Bindemittel in dem Papierrohling bewirkt. Dadurch wird der Papierrohling einerseits in die Gestalt des fertigen Reibbelags gebracht. Darüber hinaus wird der Papierrohling beziehungsweise der Reibbelag gleichzeitig stoffschlüssig mit der konischen Trägerfläche verbunden.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Träger mehrere konische Trägerflächen aufweist, auf die jeweils ein Papierrohling aufgebracht und in dem Kombinationsverfahrensschritt verpresst und stoffschlüssig mit der zugehörigen konischen Trägerfläche verbunden wird. Je nach Größe und Gestalt der Trägerflächen beziehungsweise der Papierrohlinge kann auch ein Papierrohling zur Darstellung mehrer Reibbeläge gleichzeitig auf mehrere Trägerflächen aufgebracht werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Vorrichtung zum Herstellen eines Synchronrings mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist, gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren. Die Vorrichtung umfasst vorteilhaft ein konisches Trocken- und Presswerkzeug.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Synchronring mit mindestens einer konischen Trägerfläche, die mit einem Reibbelag versehen ist, der gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren, insbesondere mit einer vorab beschriebenen Vorrichtung, hergestellt ist. Der Synchronring ist Teil einer Synchronisiereinrichtung, wie sie zum Beispiel in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2010 053 947 A1 und/oder
DE 10 2006 061 414 A1 beschrieben ist. Der Synchronring dient in einem Kraftfahrzeug vorteilhaft dazu, die Drehzahl einer Getriebeeingangswelle mit einer Getriebeausgangswelle anzugleichen, damit ein Gang eingelegt werden kann. Das Angleichen oder Synchronisieren der Wellen wird vorteilhaft durch einen nasslaufenden Synchronring erreicht. Nasslaufend bedeutet in diesem Zusammenhang, dass der Synchronring, insbesondere die Reibbeläge des Synchronrings, in einem Kühl- und/oder Schmiermedium angeordnet sind beziehungsweise mit diesem benetzt werden.
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Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Papierrohling und/oder einen Träger zum Herstellen eines vorab beschriebenen Synchronrings. Die genannten Teile sind gegebenenfalls separat handelbar.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
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1 eine stark vereinfachte Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Synchronrings und
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2 ein Ausführungsbeispiel des in 1 stark vereinfacht dargestellten Verfahrens.
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In 1 ist durch vier Rechtecke 1 bis 4 stark vereinfacht dargestellt, wie ein Synchronring für eine Synchronisierungsvorrichtung eines Getriebes eines Kraftfahrzeugs auf einfache Art und Weise mit einem Pulp-Molding-Papier-Reibbelag versehen werden kann. Ein Synchronring dient in einem Getriebe des Kraftfahrzeugs zum Synchronisieren oder Angleichen der Drehzahlen von einer Getriebeeingangswelle und einer Getriebeausgangswelle. Dadurch wird das Einlegen eines Ganges ermöglicht, der erst dann störungsfrei eingelegt werden kann, wenn die Getriebeeingangswelle und die Getriebeausgangswelle etwa die gleiche Drehzahl haben.
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Der Aufbau und die Funktion von Synchronisiereinrichtungen sind an sich bekannt und zum Beispiel in den deutschen Offenlegungsschriften
DE 10 2006 061 414 A1 und
DE 10 2010 053 947 A1 beschrieben. Der Synchronring mit dem Reibbelag ist im eingebauten Zustand in einem nasslaufenden Getriebe angeordnet. Nasslaufend bedeutet, dass das Getriebe mit einem Schmier- und/oder Kühlmedium, wie Getriebeöl, gefüllt ist, so dass der Synchronring mit dem Reibbelag mit dem Getriebeöl in Kontakt kommt.
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Die Rechtecke 1 bis 4 in 1 symbolisieren vier Verfahrensschritte bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Synchronrings mit Hilfe der Pulp-Molding-Technologie. In einem ersten Verfahrensschritt 1 wird in einer Mischbütte, die auch als Pulper bezeichnet wird, ein Rohmaterial gemischt, das auch als Pulpe oder Papierpulpe bezeichnet wird. Im Verfahrensschritt 2 wird die Papierpulpe in einem Zwischenbehälter weiter verarbeitet. In einem Verfahrensschritt 3 wird das Rohmaterial beziehungsweise die Papierpulpe in einem Molder zu einem Papierrohling vorgeformt.
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In einem Kombinationsverfahrensschritt 4 wird ein Träger mit dem vorgeformten Papierrohling getrocknet und verpresst. Beim Trocknen und Pressen wird der Papierrohling zur Darstellung des Reibbelags stoffschlüssig mit dem Träger verbunden. Selbstverständlich können auch mehrere Papierrohlinge in dem Kombinationsverfahrensschritt 4 gleichzeitig verpresst und stoffschlüssig mit dem Träger verbunden werden. Der Papierrohling beziehungsweise die Papierrohlinge wird beziehungsweise werden in dem Kombinationsverfahrensschritt 4 gleichzeitig gefügt und getrocknet, um den fertigen Reibbelag beziehungsweise die fertigen Reibbeläge darzustellen.
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Durch den Einsatz der Pulp-Molding-Technologie können auf einfache Art und Weise Synchronringe mit einem hohen dynamischen Reibwert, von zum Beispiel 0,08, dargestellt werden. Darüber hinaus kann ein gleiches Niveau von einem statischen und einem dynamischen Reibwert dargestellt werden. Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Synchronringe haben vorteilhaft einen geringen Verschleiß über ihre Lebensdauer. Dabei ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren günstige Rohrstoffkosten.
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Der Papierrohling beziehungsweise die Papierrohlinge enthalten vorteilhaft unausgehärtetes Kunstharz. Beim Aushärten des unausgehärteten Harzes wird auf einfache Art und Weise eine Haftung des Reibbelags an dem Träger erreicht. Bei dem Träger handelt es sich vorteilhaft um einen Metallträger, der in dem Kombinationsschritt 4 in ein entsprechendes Werkzeug eingelegt wird. Daher kann der Träger auch als Einlegeteil bezeichnet werden. Auf eine Klebeberschichtung des Trägers und/oder des Papierrohlings beziehungsweise des Reibbelags kann verzichtet werden.
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In 2 ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Synchronrings 20 detailliert dargestellt. Der Synchronring 20 umfasst einen Träger 25 mit einem Grundkörper 26. Der Grundkörper 26 des Trägers 25 hat einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Von den freien Enden des rechteckigen Querschnitts des Grundkörpers 26 sind zwei Konuskörper 28, 29 abgewinkelt. Die Konuskörper 28, 29 haben ebenfalls einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt. Dabei sind die Konuskörper 28, 29 jeweils in einem Winkel von etwa einhundertvierzig Grad zu dem Grundkörper 26 angeordnet.
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Auf der Oberseite des Trägers 25 sind, wie man in 2 oben sieht, drei Papierrohlinge 30, 31 und 33 angeordnet. Auf der Unterseite des Trägers sind zwei Papierrohlinge 32 und 34 angeordnet. Der Papierrohling 30 ist oben auf dem Grundkörper 26 angeordnet. Dir Papierrohling 31 ist oben auf dem Konuskörper 28 angeordnet. Der Papierrohling 33 ist oben auf dem Konuskörper 29 angeordnet. Der Papierrohling 32 ist von unten an dem Konuskörper 28 angeordnet. Der Papierrohling 34 ist von unten an dem Konuskörper 29 angeordnet. Die Papierrohlinge 30 bis 34 können als Ring geschöpft oder bereits konisch vorgeformt sein.
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Durch einen Pfeil 40 ist angedeutet, dass der Träger 25 mit den Papierrohlingen 30 bis 34 in einem konischen Trocken- und Presswerkzeug gleichzeitig gefügt und getrocknet wird. Dabei wird das Trocken- und Presswerkzeug vorteilhaft gleichzeitig beheizt, um den Trocknungsvorgang beziehungsweise das Aushärten von noch reaktionsfähigen Bindemitteln in den Papierrohlingen 30 bis 34 zu beschleunigen.
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Beim Trocknen und Pressen in dem Trocken- und Presswerkzeug werden die Papierrohlinge 30 bis 34 gleichzeitig verformt und stoffschlüssig mit dem Träger 25 verbunden, um, wie man in 2 unten sieht, Reibbeläge 50 bis 54 darzustellen. Durch einen Pfeil 60 ist angedeutet, dass der fertige Träger 25 mit den Reibbelägen 50 bis 54 noch nachbearbeitet werden kann. Die Nachbearbeitung kann zum Beispiel spanende Bearbeitungsverfahren, wie Schleifen, umfassen. Die Nachbearbeitung kann aber auch ein zusätzliches Härten des Trägers 25 mit den Reibbelägen 50 bis 54 umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Rechteck
- 2
- Rechteck
- 3
- Rechteck
- 4
- Rechteck
- 20
- Synchronring
- 25
- Träger
- 26
- Grundkörper
- 28
- Konuskörper
- 29
- Konuskörper
- 30
- Papierrohling
- 31
- Papierrohling
- 32
- Papierrohling
- 33
- Papierrohling
- 34
- Papierrohling
- 40
- Pfeil
- 50
- Reibbelag
- 51
- Reibbelag
- 52
- Reibbelag
- 53
- Reibbelag
- 54
- Reibbelag
- 60
- Pfeil
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006061414 A1 [0002, 0014, 0020]
- DE 102011086521 A1 [0002]
- DE 102010053947 A1 [0002, 0014, 0020]
- WO 2010/142265 A1 [0002]
