DE19537209A1

DE19537209A1 - Method of making synchronizer rings

Info

Publication number: DE19537209A1
Application number: DE19537209A
Authority: DE
Inventors: Horst Doeppling
Original assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Current assignee: INA Waelzlager Schaeffler OHG
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1995-10-06
Publication date: 1997-04-10
Also published as: DE19680864B4; WO1997013612A1; DE19680864D2

Abstract

A process for producing a synchronising ring for a synchronising device is characterised in that a sheet-metal strip (1) is given conical friction surfaces (2, 3) curving downwards at both ends by a shaping process, in a further shaping process along a longitudinal axis a thinner region (4) is formed between the friction surfaces (2, 3), pieces are stamped out in said region (4) to form securing tongues (9,10) and connecting webs (7), the sheet metal strips (1) are extended so that two synchronising rings (13, 14) with their securing tongues (9, 10) held together by the connecting webs (7) are produced by bending around and welding which are finally joined to form finished synchronising rings (13, 14) by severing the connecting webs (7). The process of the invention makes it possible to produce two synchronising rings (13, 14) on one operational sequence, unlike the case with prior art processes.

Description

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Synchronringes für eine Synchronisiereinrichtung eines Fahrzeuggetriebes mit zu seiner Mittelachse konisch verlaufenden Reibflächen, wobei ein Blechstreifen auf eine dem Um fang des Synchronringes entsprechende Länge abgelängt, durch einen Biegevor gang der Synchronring mit kreisringförmiger Kontur hergestellt wird und dessen Schnittkanten durch einen Schweißvorgang miteinander verbunden werden.The invention relates to a method for producing a synchronizer ring for a synchronization device of a vehicle transmission with its central axis conical friction surfaces, with a sheet metal strip on the Um the length of the synchronizer ring is cut to length by a bend gear the synchronizer ring with an annular contour is produced and its Cutting edges are connected to one another by a welding process.

Background of the Invention

Ein solch gattungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Synchronringen ist aus der DE 31 14 787 A1 vorbekannt. Nach diesem Verfahren werden die Synchronringe wie folgt gefertigt:Such a generic method for the production of synchronizer rings is previously known from DE 31 14 787 A1. According to this procedure, the Synchronizer rings manufactured as follows:

Zunächst wird mit ein Band mit den axialen Abmessungen des Synchronringes durch Umformen (Strangpressen oder Walzen) hergestellt, das nachfolgend in Abschnitte seiner Umfangslänge abgeteilt wird. Es folgt ein Biegevorgang, durch den die runde Form des Synchronringes eingestellt wird. Bei einem abschlie ßenden Schweißvorgang (Preßschweißen, HF-Schweißen, Widerstandspreß schweißen) werden die beiden Schnittstellen miteinander verbunden.First, use a band with the axial dimensions of the synchronizer ring by forming (extrusion or rolling), which is described in Sections of its circumferential length is divided. A bending process follows the round shape of the synchronizer ring is set. If you complete ß welding process (pressure welding, HF welding, resistance pressing welding) the two interfaces are connected.

Nachteilig dabei ist, daß eine solche Fertigung von Synchronringen aufwendig ist, da beim Ablängen, beim Biegen bzw. beim Schweißen immer nur ein Synchronring hergestellt wird. The disadvantage here is that such a production of synchronizer rings is expensive is because when cutting to length, when bending or when welding, only one Synchronizer ring is made.

Summary of the invention

Ausgehend von den technischen Mängeln der bekannten Lösung ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen von Synchronringen zu entwickeln, das eine wesentlich höhere Produktivität aufweist.Based on the technical shortcomings of the known solution, it is therefore Object of the invention to provide a method for producing synchronizer rings develop that has a much higher productivity.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches dadurch gelöst, daß der Blechstreifen durch einen Umformvor gang mit konischen, zu beiden Rändern abfallenden Reibflächen versehen wird, anschließend durch einen weiteren Umformvorgang entlang einer Längs mittellinie zwischen den Reibflächen ein in der Stärke reduzierter Bereich hergestellt wird, danach in diesem Bereich Austanzungen derart vorgenommen werden, daß Haltezungen und Verbindungsstege entstehen, nachfolgend der Blechstreifen so abgelängt wird, daß sich durch Rundbiegen und Zusammen schweißen zwei durch die Verbindungsstege aneinander gehaltene Synchronrin ge mit ihren Haltezungen ergeben, die abschließend durch Absprengen der Verbindungsstege zu fertigen Synchronringen vereinzelt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß pro Umformvorgang, pro Ausstanzung, pro Ablängung und pro Schweißvorgang zwei Synchronringe entstehen, d. h. die doppelte Anzahl gegenüber dem bisher bekannten Verfahren.According to the invention, this task is performed according to the characterizing part of the Main claim solved in that the sheet metal strip by a Umformvor provided with conical friction surfaces sloping down to both edges is then through a further forming process along a longitudinal a reduced thickness in the center line between the friction surfaces is produced, then punched out in this area be that retaining tongues and connecting webs arise, hereinafter the Sheet metal strip is cut to length so that it can be bent and bent together weld two synchronizer rings held together by the connecting webs ge with their retaining tongues, which finally by blasting off the Crosspieces for finished synchronizer rings can be separated. To this In this way it is achieved that per forming process, per punching, per cut and two synchronizer rings are created per welding process, d. H. the double Number compared to the previously known method.

Weitere, erfindungsgemäße Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprü che 2 bis 10 und werden im folgenden näher beschrieben.Further embodiments according to the invention are the subject of the dependent claims che 2 to 10 and are described in more detail below.

So ist nach Anspruch 2 vorgesehen, daß das Ausstanzen zweistufig, d. h. als Vorstanzen und als Feinstanzen erfolgt. Das Vorstanzen erfolgt dabei in bekann ter Weise mit einem gewissen Übermaß, während das Feinstanzen ebenfalls in bekannter Weise auf Endmaß erfolgt. Durch diese Maßnahme wird die spätere mechanische Behandlung der Haltezungen der Synchronringe wesentlich vereinfacht. It is provided according to claim 2 that the punching out in two stages, d. H. as Pre-punching and fine-punching. The pre-punching is done in known ter manner with a certain excess, while the fine punching also in in a known manner to the final dimension. This measure will make the later one mechanical treatment of the retaining tongues of the synchronizer rings essential simplified.

Aus Anspruch 3 geht hervor, daß die einander zugewandten Stirnseiten der aneinander gehaltenen Synchronringe mit je einer Einkerbung versehen sein sollen. Diese Einkerbungen sorgen dafür, daß zwischen den beiden Stirnseiten der Synchronringe auftretendes Schweißmaterial in diese ausweichen kann, so daß zwischen den einander zugewandten Stirnseiten der Synchronringe keine Schweißaufwürfe entstehen, die durch einen zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden müßten.From claim 3 it appears that the mutually facing end faces of the synchronizer rings held together can be provided with a notch should. These notches ensure that between the two faces the synchronizing rings occurring welding material can escape into this, so that between the facing end faces of the synchronizer rings none Welding poses arise which are removed by an additional operation should be.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 4 werden anschließend die Schweißaufwürfe durch einen mechanischen Bearbeitungs gang, beispielsweise durch Hobeln entfernt.According to a further feature of the invention according to claim 4 then the welding poses by mechanical processing corridor, for example by planing.

Nach einem zusätzlichen weiteren Merkmal der Erfindung nach Anspruch 5 ist vorgesehen, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe einen Zentriervor gang unterworfen werden. Durch diese Maßnahme werden zwei kreisrunde Synchronringe erzeugt.According to an additional further feature of the invention according to claim 5 provided that the synchronizer rings held together a centering be subjected to. This measure makes two circular Synchronizer rings generated.

Nach Anspruch 6 ist vorgesehen, daß die Verbindungsstege in unmittelbarer Nähe der einander zugewandten Stirnseiten der Synchronringe mit einer Spreng kerbe versehen werden. Diese Sprengkerbe stellt eine Sollbruchstelle dar, die das Vereinzeln der Synchronringe ermöglicht.According to claim 6 it is provided that the connecting webs in the immediate Close the mutually facing end faces of the synchronizer rings with a blast notch. This notch represents a predetermined breaking point, the separating the synchronizer rings enables.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist vorgesehen, daß die aneinander gehaltenen Synchronringe einer Einsatzhärtung und einem Anlaßvorgang unterworfen werden. Bei der Einsatzhärtung werden Stähle in bekannter Weise mit einem geringen Kohlenstoffgehalt von 0,05 bis 0,20%, die also praktisch nicht härtbar sind, in Kohlenstoff abgebenden Mitteln bei Tempe raturen zwischen 850 und 1000°C geglüht. Der Kohlenstoff diffuntiert dabei in die Randschichten des eingesetzten Werkstückes ein. Aufgrund der gemäß Anspruch 6 vorhandenen Sprengkerbe in den Verbindungsstegen liegt dort ein verringerter Materialquerschnitt vor, so daß in diesem Bereich eine Durch härtung erfolgt, die das Brechen an dieser Sollbruchstelle begünstigt. According to another feature of the invention according to claim 7, that the synchronizer rings held together are case hardened and Starting process to be subjected. In case hardening, steels are made in known manner with a low carbon content of 0.05 to 0.20%, the are practically not curable in carbon-releasing agents at Tempe temperatures between 850 and 1000 ° C annealed. The carbon diffuses in the outer layers of the workpiece used. Because of the Claim 6 existing notch in the connecting webs is there reduced material cross section before, so that a through in this area hardening takes place, which promotes breaking at this predetermined breaking point.

Gemäß Anspruch 8 sollen die aneinander gehaltenen Synchronringen nach dem Aufkohlen im erwärmten Zustand auf ein rotationssymmetrisches Formwerkzeug aufgesteckt und anschließend abgeschreckt werden. Bei diesem Abschrecken von der Einsatztemperatur wird durch das rotationssymmetrische Werkzeug bewirkt, daß ein Verzug der Synchronringe nicht eintreten kann, d. h. sie behalten eine sehr gute Durchmessergenauigkeit.According to claim 8, the synchronizer rings held together after the Carburizing when heated on a rotationally symmetrical mold plugged on and then quenched. With this quenching of the operating temperature is due to the rotationally symmetrical tool causes the synchronizer rings to not warp, d. H. she maintain a very good diameter accuracy.

Schließlich werden nach den Ansprüchen 9 und 10 die Innen- und Außen durchmesser der aneinander gehaltenen Synchronringe auf Sollmaß geschliffen bzw. die Reibflächen einer mechanischen Feinstbearbeitung unterworfen, bevor durch Brechen der Sollbruchstelle deren Vereinzelung zu einem fertigen Syn chronring erfolgt.Finally, according to claims 9 and 10, the inside and outside The diameter of the synchronizer rings held together is ground to the specified dimension or the friction surfaces are subjected to mechanical precision machining before by breaking the predetermined breaking point, separating it into a finished syn chronring takes place.

Die Erfindung wird an nachstehendem Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention is explained in more detail using the following exemplary embodiment.

Brief description of the drawings

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Blechband zur Herstellung von Synchronringen; Fig. 1 shows a cross section through a sheet metal strip for the manufacture of synchronizing rings;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus einer Draufsicht auf ein Blechband im ausgestanzten Zustand und Fig. 2 shows a detail from a plan view of a sheet metal strip in the punched out state and

Fig. 3 eine Seitenansicht auf zwei aneinander gehaltene Synchronrin ge, teilweise geschnitten. Fig. 3 is a side view of two synchronrin ge held together, partially cut.

Detailed description of the drawings

Der in Fig. 1 dargestellte Blechstreifen 1 aus Einsatzstahl weist rechts und links einer nicht dargestellten Längsmittellinie konisch abfallende Reibflächen 2, 3 auf, zwischen denen sich ein Bereich 4 erstreckt, der im Vergleich zu den konischen Reibflächen 2, 3 eine waagerecht verlaufende Kontur aufweist. In diesem wanddickenreduzierten Bereich 4 werden nun Ausstanzungen derart vorgenommen, daß zwei Blechstreifenhälften 5, 6 entstehen, die durch die Verbindungsstege 7 miteinander verbunden sind. Die Verbindungsstege 7 weisen im Stirnseitenbereich der Blechstreifenhälften 5, 6 Sprengkerben 8 auf, die Sollbruchstellen sind und das spätere Vereinzeln der Synchronringe verein fachen. Die Ausstanzungen werden erfindungsgemäß weiter so ausgeführt, daß jede Blechstreifenhälfte 5, 6 mit einer beliebigen Anzahl von einander entgegen gerichteten, sich überlappenden Haltezungen 9, 10 versehen ist. Durch diese Anordnung der Haltezungen 9, 10 läßt sich der Blechstreifen 1 in seiner Quer dehnung minimieren, d. h. es kann wertvolles Material eingespart werden. Die einander gegenüberliegenden Flächen 11, 12 der Haltezungen 9, 10 weisen im Querschnitt gesehen, einen glatten oder abgerundeten Verlauf auf, je nachdem wie ihre gegenüberliegenden Aufnahmebohrungen ausgestaltet sind.The sheet metal strip shown in Fig. 1, 1-hardened right and left has a longitudinal center line, not shown, conically sloping friction surfaces 2, 3, between which a region 4 extends, which, in comparison to the conical friction surfaces 2, 3 having a horizontally extending contour. In this area 4 with reduced wall thickness, punchings are now made in such a way that two sheet-metal strip halves 5 , 6 are formed, which are connected to one another by the connecting webs 7 . The connecting webs 7 have in the end face area of the sheet metal strip halves 5 , 6 explosive notches 8 , which are predetermined breaking points and simplify the subsequent separation of the synchronizer rings. The punchings are carried out according to the invention further so that each sheet metal strip half 5 , 6 is provided with any number of opposing, overlapping holding tongues 9 , 10 . By this arrangement of the retaining tongues 9 , 10 , the sheet metal strip 1 can be minimized in its transverse expansion, that is, valuable material can be saved. The surfaces 11 , 12 of the holding tongues 9 , 10 lying opposite one another have a smooth or rounded shape, as seen in cross section, depending on how their opposite receiving bores are designed.

Nach dem Ablängen entsprechend der späteren Umfangsausdehnung werden die Blechstreifenhälften 5, 6 rundgebogen und an ihren Schnittkanten durch Schweißen miteinander verbunden, so daß zwei aneinander gehaltene Syn chronringe 13, 14 entstehen, wie aus Fig. 3 ersichtlich. Um ein späteres Abtragen des Schweißaufwurfes im ausgestanzten Bereich 4 zwischen den Stirnseiten der Synchronringe 13, 14 zu vermeiden, sind diese mit einer nicht dargestellten Einkerbung versehen, die zur Aufnahme des durch den Schweiß vorgang verflüssigten Materials dient. Nachfolgend werden die in axialer Rich tung außenliegenden und die in radialer Richtung ebenfalls außen liegenden Schweißaufwürde entfernt, bevor die noch verbundenen Synchronringe 13, 14 einem Zentriervorgang unterzogen werden. Dies kann beispielsweise so erfol gen, daß die Synchronringe 13, 14 von außen über mehrere Segmente mit kreisrunden Ausnehmungen mit einer von außen nach innen wirkenden Druck kraft beaufschlagt werden und so zwangsweise in eine Kreisform gepreßt werden. After cutting to length according to the later circumferential expansion, the sheet metal strip halves 5 , 6 are bent round and connected to one another at their cut edges by welding, so that two syn-rings 13 , 14 held together are formed, as can be seen in FIG. 3. In order to avoid later removal of the weld deposit in the punched-out area 4 between the end faces of the synchronizer rings 13 , 14 , these are provided with a notch, not shown, which serves to receive the material liquefied by the welding process. Subsequently, the outward welding in the axial direction and the outward radial outward welding are removed before the still connected synchronizer rings 13 , 14 are subjected to a centering process. This can be so successful, for example, that the synchronizer rings 13 , 14 are acted upon from the outside via a plurality of segments with circular recesses with an externally inwardly acting pressure force and are thus forcibly pressed into a circular shape.

Anschließend werden die aneinander gehaltenen Synchronringe 13, 14 zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften ihrer Reibflächen 2, 3 einer Einsatzhärtung unterworfen, wobei in gewollter Weise durch den verringerten Materialquerschnitt im Bereich der Sprengkerben und dessen Durchhärtung eine Sollbruchstelle entsteht. Die noch verbundenen Synchronringe 13, 14 werden nun nach dem Aufkohlen im erwärmten Zustand auf ein rotationssymmetrisches Formwerkzeug aufgesteckt und nachfolgend abgeschreckt. Durch dieses gefes selte Härten bzw. gefesselten Anlassen wird ein unerwünschter Formverzug der Synchronringe 13, 14 vermieden. Danach werden der Innen- bzw. der Außen durchmesser der Synchronringe 13, 14 auf Sollmaß geschliffen und deren Reibfläche 2, 3 einer mechanischen Feinstbearbeitung, beispielsweise einem Honvorgang unterworfen.Subsequently, the synchronizer rings 13 , 14 held against one another are subjected to case hardening to improve the mechanical properties of their friction surfaces 2 , 3 , a predetermined breaking point being deliberately created by the reduced material cross section in the area of the explosive notches and its hardening. The synchronized rings 13 , 14, which are still connected, are now placed on a rotationally symmetrical mold after carburizing in the heated state and subsequently quenched. An undesirable distortion of the shape of the synchronizer rings 13 , 14 is avoided by this fixed hardening or bound tempering. Then the inner or outer diameter of the synchronizer rings 13 , 14 are ground to the desired size and their friction surface 2 , 3 is subjected to mechanical precision machining, for example a honing process.

Schließlich erfolgt ein Vereinzeln der Synchronringe 13, 14 durch Abscheren der sie aneinander haltenden Verbindungsstege 7 an den zugehörigen Spreng kerben 8. Dies kann beispielsweise derart erfolgen, daß die Synchronringe 13, 14 mit ihren Reibflächen 2, 3 an einer festen Gegenfläche anliegen, während der freiliegende ausgestanzte Bereich 4 von innen mit einer zentral wirkenden Kraft beaufschlagt wird und so entfernt wird. Eine Nacharbeitung der Sollbruch stellen erübrigt sich.Finally, there is a separation of the synchronizer rings 13 , 14 by shearing the connecting webs 7 holding them against one another on the associated detonating notches 8 . This can be done, for example, in such a way that the synchronizing rings 13 , 14 rest with their friction surfaces 2 , 3 on a fixed counter surface, while the exposed punched-out area 4 is acted upon from the inside with a centrally acting force and is thus removed. There is no need to rework the predetermined breaking point.

BezugszeichenlisteReference list

1 Blechstreifen
2 Reibfläche
3 Reibfläche
4 Bereich
5 Blechstreifenhälfte
6 Blechstreifenhälfte
7 Verbindungssteg
8 Sprengkerbe
9 Haltezunge
10 Haltezunge
11 Fläche
12 Fläche
13 Synchronring
14 Synchronring 1 metal strip
2 friction surface
3 friction surface
4 area
5 sheet metal strip halves
6 sheet metal strip halves
7 connecting bridge
8 explosive notch
9 retaining tongue
10 retaining tongue
11 area
12 area
13 synchronizer ring
14 synchronizer ring

Claims

1. A method for producing a synchronizer ring for a Synchronisiereinrich device of a vehicle transmission with its millel axis tapered friction surfaces, a sheet metal strip ( 1 ) cut to a length corresponding to the circumference of the synchronizing ring, is produced by a bending process of the synchronizer ring with an annular contour and the like Cutting edges are connected to one another by a welding process, characterized in that the sheet metal strip ( 1 ) is provided with a conical friction surface ( 2 , 3 ) falling off to both edges by a forming process, and then by a further forming process along a longitudinal center line between the friction surfaces ( 2 , 3 ) an area ( 4 ) of reduced thickness is produced, then punched-out areas are made in this area ( 4 ) in such a way that holding tongues ( 9 , 10 ) and connecting webs ( 7 ) are formed, subsequently the sheet metal strip ( 1 ) is cut to length that through Roll bending and welding together two by the connecting webs (7) each held Syn chronringe (13, 14) with its retaining tongues (9, 10) result, which are finally singulated by breaking off the connecting webs (7) to produce synchronizing rings (13, 14).

2. The method according to claim 1, characterized in that the punching out two-stage, d. H. as pre-punching and as fine punching.

3. The method according to claim 1, characterized in that the mutually facing end faces of the synchronizer rings held together ( 13 , 14 ) are each provided with a notch.

4. The method according to claim 1, characterized in that the welding throws are removed.

5. The method according to claim 1, characterized in that the synchronizer rings held together ( 13 , 14 ) are subjected to a centering process.

6. The method according to claim 1, characterized in that the connecting webs ( 7 ) in the immediate vicinity of the mutually facing end faces of the mutually held synchronizer rings ( 13 , 14 ) are provided with a detonating notch ( 8 ).

7. The method according to claim 1, characterized in that the synchronizer rings held together ( 13 , 14 ) are subjected to a case hardening and a tempering process.

8. The method according to claim 1 and 7, characterized in that the mutually held synchronizer rings ( 13 , 14 ) after carburizing in the heated state put on a rotationally symmetrical mold and then quenched or annealed.

9. The method according to claim 1, characterized in that the inner and outer diameter of the mutually held synchronizer rings ( 13 , 14 ) are ground to the desired size.

10. The method according to claim 1 and 9, characterized in that the friction surfaces ( 2 , 3 ) are subjected to mechanical precision machining.